高層建筑物的防雷技術分析

陳冰琳 吳春富 陳釗南

摘 要： 隨著國家經濟飛速發展，我國建筑領域迎來了發展的高峰期，房地產事業成為我國國民經濟建設的重要組成部分。最近幾年，居民建筑結構向著復雜化和高層化發展，高層建筑在為房地產商帶來更多經濟效益的同時，雷擊事故就成為高層建筑需要重點解決的一個基礎問題。高層建筑雷擊防護措施的好壞直接影響到居民的生命財產安全和樓房的使用壽命。本文主要結合實際情況，就高層建筑雷擊事故的種類進行了分析，然后論述了高層建筑物防雷技術，希望通過本次研究對更好的降低雷擊事故對建筑物和居民生命財產安全影響有一定的助益。

關鍵詞：高層建筑 防雷技術 分析

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）04-0285-01

進入新世紀以后，隨著我國科學技術進步和發展，城市高層建筑物數量逐漸增多，高層建筑智能化，自動化成為建筑工程的發展趨勢。高層建筑在給人們帶來智能化和自動化方便的同時，對建筑物設計方提出了更高的要求，特別建筑物內電氣設備逐漸增多，線路結構趨于復雜化，這些設備一旦遭受到雷擊，將會對建筑物內的這些電氣設備和網絡系統產生嚴重的影響和破壞。當建筑物頂部的防雷裝置遭受雷擊后，大量負荷會通過接地裝置被引入大地，這個過程會在避雷裝置的引下線和接地裝置中產生較大的電壓降，電壓降超過一定標準后就會與相連的金屬裝置或者導體產生放電現象，會對建筑物和居民人身安全造成嚴重威脅，因此，做好高層建筑物防雷擊工作就顯得十分重要了。

一、高層建筑物中雷擊事故的類型分析

1.直接雷擊事故

雷電在建筑物和電氣設備上直接發生機械效應和熱電效應，通常情況下，建筑物容易遭受雷擊的部位主要是屋檐、屋脊和女兒墻。在高層建筑物中雷擊事故還會出現側擊和環繞雷擊，出現這種雷擊事故主要是因為建筑內存在多種電氣設備和其他金屬物導致雷擊放電。

2.雷電電路直接侵入

如果高層建筑物內部電氣設備和電氣線路建設存在缺陷，雷電釋放的超高壓電流就會沿著電氣線路和管道進入到建筑物內部，對電氣設備安全造成威脅。此外，當架空線路造成雷擊后會產生感應電流，高電位電流會沿著導線、電源以及信號侵入變電站或者建筑物內，這種感應電流侵入同樣會對電氣設備造成危害或者造成建筑物內金屬設備出現放電，擊穿防雷裝置。最近幾年，智能化的高層建筑逐漸興起，在智能建筑內部多包涵大量的電氣設備、電子設備、計算機和網絡系統，這些設備不具備耐高壓、抗干擾能力，一旦出現雷擊事故將會給設備造成嚴重威脅。雷擊事故發生后高負荷強電流通過輸電電纜、通信線路、電話線路和金屬管道進入到室內，對設備造成危害。電磁感應電流會對計算機和網絡系統以及通訊設備和自動化控制系統產生干擾和雷擊事故，最終影響到建筑使用安全。最近幾年，這類雷擊事故的發生率最高，給工作、生產和居民生活產生了嚴重影響。

3.感應雷擊事故

也就是雷電中的高負荷電流所產生的電磁感應電流和靜電電流，這些電流會產生較高的電壓。對于高層建筑物來說，如果產生感應電流或者靜電電流，建筑物內部的結構和接地不良的金屬設備會產生放電現象，這對于存放易燃易爆裝置的倉庫來說十分危險，嚴重者會引發爆炸。在雷電出現閃擊時，由于雷電電流的變化幅度較大，這時會在雷電電流流通的附近產生一個很強的感應磁場，這個磁場會對建筑物內部的電氣設備和自動化網絡產生干擾。還會對周圍金屬構件產生感應電流，使得金屬構件內部產生大量熱能，從而引起火災。最近幾年。因為雷擊事故產生感應電流造成的建筑物火災事故呈現高發趨勢，但是居民和管理者對這些隱蔽性雷擊災害認識性不足，在不少住宅小區防雷工作一直處于空白，他們都認為在建筑物上已經安裝了防雷裝置，這樣就能夠有效避免雷擊事故。我們需要及時改變這種傳統的思想認識，將防雷的重點放在感應電流和感應磁場危害解決等方面。

二、高層建筑物防雷技術分析

1.接地裝置

現代高層建筑物的防雷接地裝置、電氣設備的保護接地裝置和工作接地裝置都是結合在一起的，其組成了綜合接地系統。一般情況下，接地裝置電阻通常要小于40歐姆，但是鑒于最近幾年建筑物逐漸向著智能化和自動化發展，其內部電氣設備越來越多，接地裝置電阻最好不要超過10歐姆。高層建筑物鋼筋結構基礎埋設比較深，與大地接觸面過大，其接地電阻比一般接地裝置的阻值要小的多，容易滿足上述要求。考慮到現階段大部分高層建筑基礎均做好了防水處理導致接地裝置阻值變大，應該盡量在建筑物周邊做好周圍式接地。這種接地方式有效避開了防水處理層，同時由于接地裝置主要埋設在基礎外側，提高了接地裝置的安全性。此外，在地區土壤電阻值較高時，可以采取向外延伸接地體，改良土壤，深埋電極等方式降低阻值。另外，為了更好的降低跨步電壓對建筑物的影響，防止直接雷擊事故的人工接地裝置距離建筑物的入口處以及人行道小于3m時，應該加大埋深深度，做好絕緣工作，設置均壓帶等措施。

2.接閃器

接閃器裝置主要有接閃針、接閃帶、接閃網等幾種。在接入這些設備過程中，采用哪種接入方式，應該結合建筑物的結構、造型和所想達到的避雷效果綜合確定。現階段，一般高層建筑物較多會采用接閃針、明裝接閃帶和暗裝接閃網等措施防止雷擊事故。在安裝過程中，接閃器的布置應該科學合理，要符合以下要求：首先，在建筑物30m以上部分，每隔兩層在外圍剛扁鋼做暗敷水平接閃帶，在建筑物頂部可以利用頂層的梁板內鋼筋相互焊接成尺寸大小不超過100平方米的暗裝接閃網。此外，高層建筑屋頂上的金屬裝置、廣告牌、鋼結構樓梯以及水管和多種電氣設備必須與就近的接閃帶或者接閃網焊接在一起。在建筑物頂部采用接閃針設備時，為了有效降低接閃針的高度，增加防雷效果，可以采用半導體少長針接閃裝置，這種接閃裝置一般適合高度為35m以上的高層建筑物。

3.引下線和均壓環

在高層建筑物中，主要鋼筋結構和梁板鋼筋可以直接作為建筑物的引下線和均壓環。但是應該注意引下線、接地裝置、均壓環和接閃器之間連接的可靠性。當建筑物高度超過30m之后，在每隔三層設置一個均壓環，30m以上的外圍欄桿、金屬門窗等大型的金屬結構物，通過預設埋件和均壓環或者引下線相連。此外，高層建筑物外部的玻璃幕墻，大型復合金屬板以及不銹鋼金屬面材的應用增加了建筑物外觀美感，但是這些設備對防雷效果提出了更高的要求，由于幕墻等金屬裝置是固定在建筑物主體結構預埋件上，支架和預埋件進行連接，因此只需要將該地方的支架預埋件和引下線連接即可滿足避雷需求。

結語

高層建筑物防雷是一個復雜而系統的工程，對保障建筑物安全使用、電氣設備安全運行以及居民人身安全發揮著至關重要的作用。在防雷措施實施過程中，除了要嚴格執行國家規范之外，還要保證各個工種聯合工作，積極應用全新的技術完成建筑物防雷工作。

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